JPS63224302A - 薄膜温度センサ - Google Patents
薄膜温度センサInfo
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- JPS63224302A JPS63224302A JP5934987A JP5934987A JPS63224302A JP S63224302 A JPS63224302 A JP S63224302A JP 5934987 A JP5934987 A JP 5934987A JP 5934987 A JP5934987 A JP 5934987A JP S63224302 A JPS63224302 A JP S63224302A
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- Japan
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- temperature sensor
- temperature
- thin film
- insulating substrate
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- Pending
Links
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は温度変化と抵抗値変化の間に相関をもった薄膜
温度センサに関するものである。
温度センサに関するものである。
従来の技術
金属固有の抵抗温度特性（ＴＯＲ）を利用して抵抗値変
量を温度変量に変換し、温度検知をするところの金属温
度センサには、金属線を利用したものと薄膜を利用した
ものの２種類がある。このうち金属線を利用したものは
金属細線をそのｉま張り渡したり、絶縁基体上に金属線
をうセン状に巻きつける等の処置によシ固定されたもの
が温度センサとして用いられている。また、薄膜を利用
したものは、円柱状または基板状のアルミナ等の絶縁性
基体に感温体である薄膜を形成し、ラセン状あるいはジ
グザグ状に線条化し、所定の完成抵抗値にして薄膜温度
センナとして完成される。
量を温度変量に変換し、温度検知をするところの金属温
度センサには、金属線を利用したものと薄膜を利用した
ものの２種類がある。このうち金属線を利用したものは
金属細線をそのｉま張り渡したり、絶縁基体上に金属線
をうセン状に巻きつける等の処置によシ固定されたもの
が温度センサとして用いられている。また、薄膜を利用
したものは、円柱状または基板状のアルミナ等の絶縁性
基体に感温体である薄膜を形成し、ラセン状あるいはジ
グザグ状に線条化し、所定の完成抵抗値にして薄膜温度
センナとして完成される。
温度センナの主要特性である熱応答性は、流体温度を測
定する場合、感温体の表面積が大きいとき、熱容量が小
さいときに小さい値、すなわち速い応答性を示すが、従
来の金属線を利用したもの、円柱状または基板状のアル
ミナ等の絶縁性基体上に薄膜の感温体を形成したもので
は、表面積を増そうとすると、絶縁性基体の表面積が増
し、体積が増すが、熱容量が増すから熱応答性は大きく
なる。また熱容量を小さくしようとすると、材料を変え
ないかぎり体積を小さくせざるを得す、従って表面積も
小さくなるから、また熱応答性は大きくなる。
定する場合、感温体の表面積が大きいとき、熱容量が小
さいときに小さい値、すなわち速い応答性を示すが、従
来の金属線を利用したもの、円柱状または基板状のアル
ミナ等の絶縁性基体上に薄膜の感温体を形成したもので
は、表面積を増そうとすると、絶縁性基体の表面積が増
し、体積が増すが、熱容量が増すから熱応答性は大きく
なる。また熱容量を小さくしようとすると、材料を変え
ないかぎり体積を小さくせざるを得す、従って表面積も
小さくなるから、また熱応答性は大きくなる。
発明が解決しようとする問題点
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて、熱容量を
小さく、かつ表面積を大きくして、熱応答性を小さくし
ようとするもので、熱応答性のすぐれた温度センサを提
供することを目的とするものである。
小さく、かつ表面積を大きくして、熱応答性を小さくし
ようとするもので、熱応答性のすぐれた温度センサを提
供することを目的とするものである。
問題点を解決するだめの手段
この問題点を解決するために本発明は筒状の絶縁性基体
の内表面、外表面の両面に薄膜により、感温体物質を作
成しエツチング等によりパターン形成して感温体として
用いるものである。筒状の絶縁性基体としては、高分子
樹脂のほか、セラミックス等が使用でき、温度センサと
して使用する温度範囲で安定であればよく、特に限定さ
れるものではない。
の内表面、外表面の両面に薄膜により、感温体物質を作
成しエツチング等によりパターン形成して感温体として
用いるものである。筒状の絶縁性基体としては、高分子
樹脂のほか、セラミックス等が使用でき、温度センサと
して使用する温度範囲で安定であればよく、特に限定さ
れるものではない。
また、感温体の両端に取出しリード線を設け、導電取出
し部および保持材として用いて、温度センサとして使用
される。
し部および保持材として用いて、温度センサとして使用
される。
作用
この構成により、絶縁性基体の形状を筒状と円柱状で比
較した場合、外径、長さの寸法が同一であると、内径の
体積部分だけ筒状の体積が小さくなる。このため、同一
の材質で密度、比熱が同一であれば、熱容量はＱ／ΔＴ
＝ｃ−β・Ｖ（ただしＶΔ！・・・・・・熱容量、Ｃ・
・・・・・比熱、ρ・・・・・・密度、Ｖ・・・・・・
体積）であられされ、体積に比例するから筒状の方が熱
容量が小さくなる。また、面積を比べると、外径、長さ
の寸法が同一であると、筒状の方が内表面があるので総
表面積は大きくなる。筒状の絶縁基体の内表面、外表面
の両面に薄膜により感温体を形成したものは、感温体の
表面積が大きいため、そして熱容量が小さいために流体
温度の測定の場合、円柱状のものよりも速い熱応答性を
示す。
較した場合、外径、長さの寸法が同一であると、内径の
体積部分だけ筒状の体積が小さくなる。このため、同一
の材質で密度、比熱が同一であれば、熱容量はＱ／ΔＴ
＝ｃ−β・Ｖ（ただしＶΔ！・・・・・・熱容量、Ｃ・
・・・・・比熱、ρ・・・・・・密度、Ｖ・・・・・・
体積）であられされ、体積に比例するから筒状の方が熱
容量が小さくなる。また、面積を比べると、外径、長さ
の寸法が同一であると、筒状の方が内表面があるので総
表面積は大きくなる。筒状の絶縁基体の内表面、外表面
の両面に薄膜により感温体を形成したものは、感温体の
表面積が大きいため、そして熱容量が小さいために流体
温度の測定の場合、円柱状のものよりも速い熱応答性を
示す。
実施例
第１図ａ、ｂのように、直径２ｔｇ、長さ１０ｆｆｌｌ
のアルミニウム（図示せず）の表面に約１μ■厚のポリ
イミド樹脂の膜１を形成し、この上にニッケル薄膜を形
成し、線条に加工して感温体２とする。次に約２０μｍ
厚のポリイミド樹脂の膜による絶縁性基体３を形成する
。さらに３０００人のニッケル薄膜を形成し、線条に加
工して感温体４とする。次にこの上に約１μ■厚のポリ
イミド樹脂の膜５を形成する。
のアルミニウム（図示せず）の表面に約１μ■厚のポリ
イミド樹脂の膜１を形成し、この上にニッケル薄膜を形
成し、線条に加工して感温体２とする。次に約２０μｍ
厚のポリイミド樹脂の膜による絶縁性基体３を形成する
。さらに３０００人のニッケル薄膜を形成し、線条に加
工して感温体４とする。次にこの上に約１μ■厚のポリ
イミド樹脂の膜５を形成する。
゛ 次いで、リン酸対酢酸対水が３対１対１（容量）で
あるアルミニウムエッチャントでアルミニウムを溶解除
去する。次に下層（内表面）の感温体２と上層（外表面
）の感温体４を金属導体ｅで接続し、感温体２．４の両
端にリード線引出し部７と８を作成し、温度センサとし
て完成させた。
あるアルミニウムエッチャントでアルミニウムを溶解除
去する。次に下層（内表面）の感温体２と上層（外表面
）の感温体４を金属導体ｅで接続し、感温体２．４の両
端にリード線引出し部７と８を作成し、温度センサとし
て完成させた。
感温体２と４の表面積は合計約３４−であり、また感温
体２と４、および絶縁性基体３とポリイミド樹脂の膜１
と６の熱容量は合計約５．０９Ｘ１０ｄ／°Ｃであった
。
体２と４、および絶縁性基体３とポリイミド樹脂の膜１
と６の熱容量は合計約５．０９Ｘ１０ｄ／°Ｃであった
。
本発明の効果を確認するために、同じ寸法の円筒状で絶
縁性基体１３上に上層（外表面）の感温体１２．ポリイ
ミド樹脂の膜１１．リード線引出し部１４，１５５をも
つ参考１の温度センサ（第２図参照）、及び同じ寸法の
円柱状で絶縁性基体２３上に上層の感温体２２．ポリイ
ミド樹脂の膜２１゜リード線引出し部２４と２６をもつ
参考２の温度センサ（第３図参照）と比較した。この結
果を表１に示す。
縁性基体１３上に上層（外表面）の感温体１２．ポリイ
ミド樹脂の膜１１．リード線引出し部１４，１５５をも
つ参考１の温度センサ（第２図参照）、及び同じ寸法の
円柱状で絶縁性基体２３上に上層の感温体２２．ポリイ
ミド樹脂の膜２１゜リード線引出し部２４と２６をもつ
参考２の温度センサ（第３図参照）と比較した。この結
果を表１に示す。
（以下余白）
すなわち、室温より７５°Ｃシリコン油中に浸漬し、抵
抗値が６３．２％変化するまでの時間、すなわち熱応答
性を測定すると、第４図のように、参考１．２がそれぞ
れ２．８秒、３．８秒であるのに対して本発明品は２．
１秒であり、本発明の熱応答性は良好である。本発明の
２．１秒と参考１の２．８秒は感温体を上層（外表面）
と下層（内表面）の両面において感温体の総表面積を大
きくしたための効果と考えられる。また参考１の２．８
秒と参考２０３．８秒は感温体面積を同一にしての絶縁
性基体の体積のちがいによる効果と考えられる。
抗値が６３．２％変化するまでの時間、すなわち熱応答
性を測定すると、第４図のように、参考１．２がそれぞ
れ２．８秒、３．８秒であるのに対して本発明品は２．
１秒であり、本発明の熱応答性は良好である。本発明の
２．１秒と参考１の２．８秒は感温体を上層（外表面）
と下層（内表面）の両面において感温体の総表面積を大
きくしたための効果と考えられる。また参考１の２．８
秒と参考２０３．８秒は感温体面積を同一にしての絶縁
性基体の体積のちがいによる効果と考えられる。
発明の効果
以上のように本発明は、筒状にして絶縁性基体の体積を
小さくすることにより熱容量をへらし、また筒の上層′
（外表面）および下層（内表面）の両面に感温体を設け
て感温体の総表面積を大きくすることにより、この２つ
の効果から熱応答性を向上することができる。
小さくすることにより熱容量をへらし、また筒の上層′
（外表面）および下層（内表面）の両面に感温体を設け
て感温体の総表面積を大きくすることにより、この２つ
の効果から熱応答性を向上することができる。
第１図（ＬＬ）は本発明の一実施例による薄膜温度セン
サを示す斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ＩＬ）のムー
人′部分の断面拡大図、第２図（２Ｌ）は本発明と同じ
寸法の円筒状で上層のみに感温体を設けたセンサの斜視
図、第２図（ｂ）は第２図乙のＢ −Ｂ’部分の断面拡
大図、第３図（＆）は本発明と同じ寸法の円柱状で上層
のみに感温体を設けたセンサの斜視図、第３図ｃｂ）は
第３図（ＩＬ）のａ −ｃ’部分の断面拡大図、第４図
は熱応答性を示す特性図である。 １・・・・・・ポリイミド樹脂の膜、２・・・・・・下
層（内表面）の感温体、３・・・・・・絶縁性基体、４
・・・・・・上層（外表面）の感温体、６・・・・・・
ポリイミド樹脂の膜、６・・・・・・金属導体、７．８
・・・・・・リード線引出し部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名８−
リード線７Ｆ出し郁 第２図 第３ｍ 第４図 ０ ／ ２３４５ Ｃ３ｅＣ，） 一時間
サを示す斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ＩＬ）のムー
人′部分の断面拡大図、第２図（２Ｌ）は本発明と同じ
寸法の円筒状で上層のみに感温体を設けたセンサの斜視
図、第２図（ｂ）は第２図乙のＢ −Ｂ’部分の断面拡
大図、第３図（＆）は本発明と同じ寸法の円柱状で上層
のみに感温体を設けたセンサの斜視図、第３図ｃｂ）は
第３図（ＩＬ）のａ −ｃ’部分の断面拡大図、第４図
は熱応答性を示す特性図である。 １・・・・・・ポリイミド樹脂の膜、２・・・・・・下
層（内表面）の感温体、３・・・・・・絶縁性基体、４
・・・・・・上層（外表面）の感温体、６・・・・・・
ポリイミド樹脂の膜、６・・・・・・金属導体、７．８
・・・・・・リード線引出し部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名８−
リード線７Ｆ出し郁 第２図 第３ｍ 第４図 ０ ／ ２３４５ Ｃ３ｅＣ，） 一時間
Claims (1)
- 筒状の高分子樹脂等の絶縁性基体の内表面、外表面の
両面に感温体を形成した薄膜温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5934987A JPS63224302A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 薄膜温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5934987A JPS63224302A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 薄膜温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224302A true JPS63224302A (ja) | 1988-09-19 |
Family
ID=13110719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5934987A Pending JPS63224302A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 薄膜温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63224302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996035932A1 (fr) * | 1995-05-11 | 1996-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Element de capteur de temperature, capteur de temperature comportant cet element et procede de fabrication dudit element de capteur de temperature |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5934987A patent/JPS63224302A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996035932A1 (fr) * | 1995-05-11 | 1996-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Element de capteur de temperature, capteur de temperature comportant cet element et procede de fabrication dudit element de capteur de temperature |
| US6014073A (en) * | 1995-05-11 | 2000-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature sensor element, temperature sensor having the same and method for producing the same temperature sensor element |
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